拨叉加工工艺课程设计--拨叉零件的数控加工工艺课程设计

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数控加工工艺与刀具课程设计说明书题目拨叉零件的数控加工工艺课程设计专　业机械工程及自动化班级12机械工程及自动化本 目录前言·····················································2一、设计目的···············································3二、课程设计的原则·········································3三、设计的基本内容·········································31、数控加工工艺设计·······································32、数控加工程序编制或夹具设计······························3四、课程设计的步骤·········································4五、零件加工工艺规程········································41、生产类型·············································4 2、零件的工艺分析·······································53、毛坯的选择···········································54、确定装夹方案·········································65、工艺路线················································76、确定机床、工艺装备及辅助工具····························81）机床的选择···········································82）选取刀具·············································113）工艺装备及辅助工具···································127、确定切削用量············································12六、加工程序或专用夹具·····································13 1．按工序编制各部分加工程序或夹具··························14七、一些技术要求············································20八、设计小结················································20九、参考文献···············································21一设计目的机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： (1)、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。  (2)、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。 (3)、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。二课程设计的原则课程的组成是由学科的分级结构决定，设计的原则有如下：1.从简单到复杂2.从特殊到一般3.现存生物体的生命循环4.从一般到细节5.从一般分类到更细的分类三、设计的基本内容1.按给定的拨叉零件图用计算机辅助绘制一张三维零件图、对应的一张二维工程图、一张二维毛坯图和三维毛坯图。要求把给定图上的错误改正，二维工程图按照标准零件图格式画图。2.设计拨叉零件的数控加工工艺或机械加工工艺，填写数控加工工艺过程卡、数控加工工艺工序卡、刀具卡，绘制工序简图和走刀路线图。3.编写某一工序的数控加工程序或设计某一工序的工装夹具。 1、数控加工工艺设计拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工孔和面的精度要求较高，表面粗糙度要求为Ra3.2,小头孔粗糙度要求是Ra1.6，所以都要求精加工。其小头孔与圆柱孔面有垂直度的公差要求，拨叉底脚平面有平行度公差要求，与圆柱孔有垂直度要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的所加工零件是套类，是铣加工类型的零件或者加工中心生产的零件，单件生产。 如附图所示的零件为拨叉类零件，材料是灰铸铁（HT200），灰铸铁具有优良的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性 。对于部分没有公差要求的尺寸，可以直接铸出，不需要进行加工。经分析本零件适合数控铣削或加工中心加工1、数控加工程序编制或夹具设计数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系 四、课程设计的步骤 分析零件图，工作人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料、根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选择合适机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。五、零件加工工艺规程1、生产类型拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工孔和面的精度要求较高，表面粗糙度要求为Ra3.2,小头孔粗糙度要求是Ra1.6，所以都要求精加工。其小头孔与圆柱孔面有垂直度的公差要求，拨叉底脚平面有平行度公差要求，与圆柱孔有垂直度要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的所加工零件是套类，是铣加工类型的零件或者加工中心生产的零件，单件生产。1、零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：  1、小头孔Φ15以及与此孔相通的Φ11的锥孔、Φ5通孔。 2、大头半圆孔Φ27。 3、拨叉底面、小头孔两端面，半圆孔两端面，端面倒角C1。 由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。1、毛坯的选择 零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2、确定装夹方案采用特殊夹具装夹，夹具图如上所示3、工艺路线 首先所示固定，加工半圆，先粗加工，再半精加工。然后以半圆轴线为加工基准，如图所示固定，铣刀铣半圆上表面，粗铣半精铣。加工孔，半精樘，精樘。倒角然后如图固定铣底面和半圆表面，先粗铣再半精铣，倒角 如图固定加工孔，钻，半精樘，精樘，利用数控KM头加工锥孔，精加工。六、确定机床、工艺装备及辅助工具1）机床的选择数控铣加工中心2）选取刀具数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具，同时数控刀具除切削用的刀片外，还包括刀杆和刀柄等附件。在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。一般在通用机床上使用的刀具材料也可以在数控机床使用，但是刀具材料必须具备高的硬度、高的耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性和良好的工艺性。  在数控加工常用的刀具材料大致分如下几类：高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金刚石。在该零件的加工过程中使用的刀具材料是高速钢和硬质合金。硬质合金是由高硬度、高熔点的金属碳化物和金属黏结剂用粉末冶金的方法制成的，和高速钢比，它的硬度高、耐磨性好、耐热性高。因此该种刀具材料得到了广泛的应用。半圆弧面Φ27立铣刀（高速钢）半圆上下面和拨叉底面 φ30面铣刀（硬质合金）镗刀Φ4镗刀（高速钢）锥形孔Φ2km头1、确定切削用量铣半圆柱内表面 所用刀具为T1，立铣刀，加工尺寸至Φ27mm,保留0.2mm余量，背吃刀量为0.5，在半精铣。切除全部余量查《机械加工切削数据手册》得f=500mm/ min 查《机械加工切削数据手册》得: 切削速度为140 mm/min, 因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=450r/min。 2、粗铣半圆柱上表面 所用刀具为T2，面铣刀，加工尺寸至10.5mm余量为0.5mm。分4次走刀切除3mm全部余量，背吃刀量为0.5，查《机械加工切削数据手册》得：f=500mm/ min 查《机械加工切削数据手册》得: 切削速度为140 mm/min, 因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=450r/min。 3、半精铣半圆柱上表面   所用刀具为T1，面铣刀，加工尺寸至10mm，分2次走刀切除0.5mm全部余量，背吃刀量为0.25，查《机械加工切削数据手册》得：f=300mm/ min 查《机械加工切削数据手册》得: 切削速度为140 mm/min, 因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=500r/min。 4.镗孔用镗刀半精樘至14.98mm，最后用镗刀精樘至14mm查表得镗刀进给量为0.75、铣下端表面 所用刀具为T1，面，加工尺寸至6mm，此表面仅有粗糙度要求，保留余量，背吃刀量为0.5，再半精铣至6mm查《机械加工切削数据手册》得：f=30mm/ min  17 查《机械加工切削数据手册》得: 切削速度为100mm/min, 因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=500r/min。 8、粗镗铣小孔   所用刀具为T5，铣刀，加工尺寸至Ф4.5mm余量为0.5mm。分3次走刀切除1.5mm全部余量，背吃刀量为0.5，查《机械加工切削数据手册》得：f=500mm/ min 查《机械加工切削数据手册》得: 切削速度为140 mm/min, 因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=500r/min。 9、精镗铣小孔   所用刀具为T6，极细微调精镗系统BT40-E-BOR60，型号是加工尺寸至Ф4mm。分2次走刀切除0.5mm全部余量，背吃刀量为0.25，查《机械加工切削数据手册》得：f=200mm/ min 查《机械加工切削数据手册》得: 切削速度为200 mm/min, 因此根据公式vc=πdwn/1000求得转速n=2500r/min。10.mk头铣锥形孔六、加工程序或专用夹具 圆柱销带孔支撑板V型块支撑钉V型块圆柱销 圆柱销支撑钉V型块挡板V型块支撑钉 七、一些技术要求其加工孔和面的精度要求较高，表面粗糙度要求为Ra3.2,小头孔粗糙度要求是Ra1.6，所以都要求精加工。其小头孔与圆柱孔面有垂直度的公差要求，拨叉底脚平面有平行度公差要求，与圆柱孔有垂直度要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的所加工零件是套类，是铣加工类型的零件或者加工中心生产的零件。八、设计小结： 本次课程设计是对上学期所学《数控加工工艺》课程和生产综合实习的检测和应用，将课本上所学的和实习中看到的结合起来，在此基础上，发挥自己的创造力，进行实际设计工艺过程和夹具。 在本次设计过程中，我们阅读了一些技术资料及设计手册，认真探讨了机械领域内的各种基本问题。因此，本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识，而且也对自己的知识面进行了拓宽。此外，本次设计在绘图的过程中，使用了CATIA绘图软件，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图识图的能力。  但知识所学有限，实际经验更加不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处。如：各部分时间分配不是很合理，虽然得到了计算机绘图的锻炼，但手工绘图相比下占的比例少了一些，还有夹具设计中，加紧机构为手动，尽管降低成本，但过于简单。这些在以后的设计中都是需要改进的。 最后，在这里，感谢孙丽媛教师的认真指导和同学们的帮助九、参考文献1.赵长旭，数控加工工艺课程设计指导书，西安电子科技大学出版社，20072.孙本绪，熊万武，机械加工余量手册，国防工业出版社，19993.李益民，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，20044.徐宏海数控加工工艺（第二版），化学工业出版社，20085.陈洪涛，数控加工工艺与编程，机械工业出版社，20036.华茂发，数控机床加工工艺，机械工业出版社，20007.李正峰，数控加工工艺，机械工业出版社，2004